Wi-Fi do seu poste de luz local
Como o Wi-Fi é implantado nas cidades e em frequências maiores, pode contar com um recurso urbano abundante: postes de iluminação pública.
Para garantir que essas redes funcionem bem, cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) criaram e validaram um modelo exclusivo que permitirá que as empresas de comunicações sem fio analisem a altura de conectar ferramentas Wi-Fi a postes de luz.
A equipe do NIST descobriu que a elevação ideal depende da frequência de transmissão e do design da antena. Proteger equipamentos em altitudes mais baixas de cerca de 4 metros é muito melhor para sistemas sem fio convencionais com antenas omnidirecionais. Em comparação, locais mais altos a 6 ou 9 metros de altura são melhores para os sistemas mais novos, como 5G, utilizando frequências de ondas milimétricas maiores e antenas de feixe estreito.
Uma equipe internacional, o Projeto Telecom Infra, está endossando o conceito de fornecer Wi-Fi na faixa de frequência não licenciada de 60 GHz, instalando pontos de acesso em postes de luz. Um obstáculo é que os sinais nessa faixa, que são maiores do que as frequências dos celulares convencionais, são escassos e tendem a se espalhar por superfícies ásperas.
Anteriormente, as medições de canais urbanos de 60 GHz geravam dados limitados. O NIST desenvolveu um sistema de canais para rastreamento de transmissões que reconhece os atributos esparsos e dispersos desses sinais e usa um novo algoritmo para avaliar os caminhos medidos que se estendem além das especificações típicas de atraso e ângulos de sinal para incluir locais do receptor. A precisão prevista do modelo se aproxima de sistemas mais complicados.
Uma tecnologia testada em campo
Os cientistas do NIST viajaram para o centro de Boulder, Colorado, para testar seu modelo em relação a medições de rede reais. As medições foram registradas em elevações de antena de 4, 6 e 9 metros para examinar as compensações. O modelo combinou muito bem com as medições do mundo real.
Derek Caudill, um engenheiro eletrônico que trabalhou no projeto NIST, declarou: “Verificamos o modelo que desenvolvemos e usamos medições do centro da cidade para provar ainda mais esse ponto”. “Este trabalho mostra que, usando nosso modelo, alguém como um provedor de celular pode explicar várias vantagens e desvantagens de pontos de acesso de 60 GHz e sinais em postes de luz em ambientes urbanos.”
O grupo utilizou um equipamento NIST feito sob medida chamado de sonda de canal, com um transmissor fixo instalado em um poste e um receptor móvel no topo de uma van. O transmissor e o receptor possuem uma variedade de antenas comutadas eletronicamente com padrões de radiação 3D especificados. A sonda pode determinar com precisão várias características de canais de rádio e tem uma capacidade distinta de medir a dinâmica do tempo – como as propriedades das ondas mudam com o tempo à medida que o receptor se move – de um canal de ondas milimétricas mesmo em movimento.
Os cientistas estavam particularmente curiosos sobre os dados sobre como os sinais se espalham pelo espaço físico. Grandes spreads geralmente são ruins, pois mostram vários sinais recebidos e mais distúrbios. Normalmente, é melhor ter uma rota clara para comunicação.
“Nossos dados mostram que esses spreads são maiores em alturas mais altas”, apontou a engenheira do NIST Jelena Senic. “Isso significa que, com menos obstruções entre o transmissor e o receptor, a energia é mais distribuída no espaço.”
Para sistemas sem fio tradicionais com antenas omnidirecionais, os spreads menores são os melhores para evitar interferência, o que significa que eles devem instalar equipamentos Wi-Fi em elevações reduzidas em postes de luz.
“No entanto, os sistemas sem fio da próxima geração operarão em frequências de ondas milimétricas e devem empregar antenas altamente direcionais com feixes muito estreitos, ou feixes de lápis”, disse Senic. “Com essa configuração, transmissor e receptor direcionarão seus feixes estreitos para encontrar o melhor link possível; ou seja, o caminho de propagação que tem potência máxima. Neste caso, uma maior dispersão angular é preferível porque proporcionará diversidade no espaço; ou seja, os transceptores terão a capacidade de direcionar os feixes em mais direções para encontrar o melhor link.”
Os cientistas do NIST deram um passo adiante e registraram os dados de medição no campus do NIST, confirmando que eles poderiam aplicar o novo design a ambientes variados. Os resultados no campus aproximaram-se do centro da cidade, validando que o modelo pode ser generalizado para diversos ambientes e casos de uso. A pesquisa aparece em Antenas IEEE e Cartas de Propagação Sem Fio.
Originalmente publicado por: techxplore.com
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